【同步实验课】实验06 氧气的实验室制取与性质（教师版）-2024年初中化学同步实验教学（上册）

【同步实验课】 氧气的实验室制取与性质 【实验目 的】 1．学习实验室制取氧气的方法。 2．加深对氧气性质的认识。 【实验仪 器】 大试管、单孔橡胶塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻 璃片、坩埚钳、细铁丝、木条、棉花、火柴 【实验试 剂】 高锰酸钾、木炭、澄清石灰水 01 实验梳理 02 实验点拨 03 典例分析 04 对点训练 05 真题感悟 【实验步 骤】 【实验步 骤】 1．制取氧气 操作步骤 实验图示 ① 查 连接装置并检查 装置气密性 ② 装 用 药匙 ( 或纸槽 ) 将药品装入试管里，在试 管口放一团 棉花 ③ 定 将试管口略向 下 倾斜，固定在 铁架台 上 (准备好两个集气瓶，装满水后倒置在水 槽里) ④ 点 点燃酒精灯并加热，先让试管 均匀 受 热，然后正对药品部位加热 ⑤ 收 导管口 气泡连续均匀冒出 时，开始收集 气体(其中一瓶留有少量水) ⑥ 离 从水槽中撤离 导管 ⑦ 熄 熄灭 酒精灯 2．氧气的性质实验 反应 物 木炭和氧气 铁丝和氧气 反应 图示 实验 操作 用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发 红，然后由瓶口向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶 中。燃烧停止后，取出坩埚钳，向集气瓶中加入 少量澄清石灰水，振荡 把铁丝盘成螺旋状，在下 端系一根火柴，点燃火 柴，待火柴快燃尽时，插 入盛有氧气的集气瓶中(瓶 中预先留有少量水) 1 实验室加热高锰酸钾制取氧气 (1)反应原理 ①文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 ②符号表达式：KM4 K2M4+M2+2 (2)实验装置图 发生装置 收集装置 排水法 氧气不易溶于水，且不与水反应。此 法收集到的氧气优点是比较纯净 向上排空气法 氧气密度比空气大，且不与空气中的成分 反应。此法收集到的氧气优点是比较干燥 固体加热型 导管只需伸入集气瓶口 导管必须伸入集气瓶底部，目的是排尽瓶 中的空气 (3)检验和验满 检验 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明是氧气 验满 排水法 当集气瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已集满 向上排空气法 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已集满 【注意】 ①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于氧气排出； ②试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管； ③试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流到试管底部，使试管炸裂； ④加热时，现将酒精灯在试管下来回移动，使试管均匀受热，再集中对药品部位加热； ⑤要等到气泡连续均匀冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气， 此时收集，会导致收集的氧气不纯； ⑥停止反应时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，否则易使水槽内的水倒吸回试管，引起试管炸 裂 2 氧气的性质实验 (1)木炭和氧气 ①现象：木炭燃烧，发出白光，放热；澄清石灰水变浑浊 加热 加热 ②符号表达式： + 2 2 【注意】 把红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时，要由瓶口向下缓慢伸入的目的：防止因燃烧放出大量的热使 集气瓶中的氧气逸出，导致瓶中氧气的含量迅速降低，影响实验。 (2)铁丝和氧气 ①现象：铁丝剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 ②符号表达式：Fe + 2 Fe34 【注意】 ①铁丝绕成螺旋状的目的：增大受热面积； ②铁丝下端火柴的目的：引燃铁丝； ③集气瓶底预先放一些水或沙子的目的：防止高温熔融物溅落瓶底，使集气瓶炸裂。 【典例01】下列有关加热高锰酸钾制取氧气实验操作的说法中，正确的是( ) ．组装装置时，应遵循“先左后右”“先上后下”的循序 B．导管口有气泡产生的时候开始收集气体 ．加热试管时，要先预热试管，后固定在药品下方加热 D．必须用燃着的木条检验是否收集满 【答】 【详解】、组装装置时，应遵循“先左后右”“先下后上”的循序，选项错误； B、排水法收集气体时，导管口有连续均匀的气泡冒出示开始收集，选项错误； 、加热试管时，要先预热试管，后固定在药品下方加热，选项正确； D、选择排水法收集氧气时，集气瓶口有大气泡冒出时，表明已经集满氧气，选项错误，故选：。 【典例02】下列实验现象正确的是( ) ．磷在空气中燃烧产生大量白烟 B．硫在空气中燃烧火焰呈蓝紫色 ．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射 D．木炭在空气中燃烧生成二氧化碳 【答】 【详解】、磷在空气中燃烧产生大量白烟，放出热量，故正确； B、硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，故B 错误； 、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，但铁丝在空气中不能燃烧，故错误； D、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳是实验结论而不是实验现象，描述实验现象不能出现生成物的名称， 故D 错误； 故选：。 【典例03】如图是实验室的部分实验装置，请回答有关问题： (1)请写出图中一种实验仪器的名称 。 (2)实验室选用高锰酸钾和装置制取2，装置的试管口还缺少 。用装置收集2，当导管口的气泡 放出时， 再将导管口伸入盛满水的集气瓶。检验2的方法是 。 【答】(1)试管或酒精灯或铁架台 (2)棉花 连续均匀 将带火星的小木条伸入瓶内，若木条复燃，则说明是氧气 【分析】本题考查实验室制取气体。 【详解】(1)图中一种实验仪器的名称是试管或酒精灯或铁架台； (2)实验室选用高锰酸钾和装置制取2，棉花的作用是防止高锰酸钾粉末进入导管，装置的试管口还缺少棉 花； 用排水法装置收集氧气，当观察到导管口处有连续均匀的气泡冒出，就开始收集，故应填：连续均匀； 由于氧气具有助燃性，检验2的方法是将带火星的小木条伸入瓶内，若木条复燃，则说明是氧气。 【典例04】小红和同学们完成了实验室制取氧气和验证氧气性质的实验，并进行了相关问题的思考。请结 合图文信息完成下列任务。 (1)图1：仪器的名称是 ，给试管预热的操作是 。 (2)图2：当气体从b 端进端出时，可收集到的一种气体是 (写名称)。 (3)图3：点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待 时，插入集气瓶中。 【答】(1)铁架台 使酒精灯的火焰在试管下方来回移动 (2)氧气/二氧化碳(合理即可) (3)火柴快燃尽 【分析】(1) 由图可知，为铁架台，给试管预热的操作是使酒精灯的火焰在试管下方来回移动，装置的试管中有棉花， 所以是用高锰酸钾制氧气，故填：铁架台；使酒精灯的火焰在试管下方来回移动。 (2) 当气体从b 端进端出时，收集的气体的密度大于空气，则气体是氧气或二氧化碳，故填：氧气或二氧化碳。 (3) 实验的目的是让铁丝反应，所以应该尽可能让火柴燃烧的彻底一些，不让火柴消耗更多的氧气，所以点燃 火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻是：待火柴快燃尽时，从瓶口往下缓缓伸入瓶中，故填：火柴快燃 尽。 1．(2023 秋·内蒙古呼伦贝尔·九年级统考期末)实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器 是( ) ．烧杯、玻璃棒 B．大试管、集气瓶 ．酒精灯、铁架台 D．导管、单孔塞 【答】 【详解】用高锰酸钾制氧气的实验中，反应物为固体药品，且需要加热，所以大试管、集气瓶、酒精灯、 铁架台、导管、单孔胶塞都可以用得着，烧杯、玻璃棒用不上。 故选：。 2．(2023 秋·河南洛阳·九年级统考期中)实验室用加热氯酸钾制取氧气的主要操作有:①装药品;②固定装 置;③检查装置气密性;④连接仪器;⑤加热;⑥收集气体;⑦熄灭酒精灯;⑧将导管从水槽中撤出，正确顺序 为( ) ．③④①②⑤⑥⑧⑦ B．③④①②⑤⑥⑦ ．④③①②⑤⑥⑧⑦ D．④③①②⑤⑥⑦⑧ 【答】 【详解】实验室加热氯酸钾制取氧气的操作步骤和注意点分别是：连(连接仪器、组装实验装置)→查(检查 装置的气密性)→装(装入固体药品)→定(用铁架台固定仪器装置)→点(用火柴点燃酒精灯，给试管加热)→收 (收集氧气)→移(把导管移出水面)→熄(熄灭酒精灯)，可得题中正确的操作顺序是：④③①②⑤⑥⑧⑦。 故选：。 3．(2023 秋·广东梅州·九年级校联考期中)实验室收集完氧气后，拆卸装置的正确顺序是( ) (1)撤去酒精灯并熄灭 (2)从水槽里移出导管 (3)从铁架台上拆下试管 (4)清洗仪器放回 ．(1)(3)(2)(4) B．(3)(2)(4)(1) ．(2)(1)(3)(4) D．(1)(2)(3)(4) 【答】 【详解】(2)从水槽里移出导管 (1)撤去酒精灯并熄灭 (3)从铁架台上拆下试管(4)清洗仪器放回； 拆卸装置的正确顺序是：(2)(1)(3)(4)； 故选：。 4．(2023·河南商丘·校考模拟预测)下列物质在氧气中燃烧，火星四射并生成黑色固体的是( ) ．硫 B．镁条 ．红磷 D．铁丝 【答】D 【详解】、硫磺在氧气中燃烧，产生一种具有刺激性气味的气体，错误； B、镁条在氧气中燃烧，生成白色固体，错误； 、红磷在氧气中燃烧，生成一种白色固体，错误； D、铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，正确。 故选：D。 5．(2023 秋·辽宁抚顺·九年级统考阶段练习)下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述，正确的是( ) ．木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成四氧化三铁 ．镁条在空气中燃烧，冒出浓烈的黑烟，放出热量，生成黑色粉末 D．硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，产生有刺激性气味的气体 【答】 【详解】、木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故选项说法正 确； B、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，故选项说法错误； 、镁条在空气中燃烧，发出耀眼光芒，有白烟生成，故选项说法错误； D、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法 错误。 故选：。 6．(2023 秋·九年级课时练习)实验室收集氧气，既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是( ) ①氧气不易溶于水 ②氧气易溶于水 ③氧气密度比空气大 ④氧气密度比空气小 ．①④ B．②④ ．②③ D．①③ 【答】D 【详解】实验室收集氧气，可以用向上排空气法或排水法的原因是氧气不易溶于水，氧气的密度比空气大。 故选：D。 7．(2023 秋·甘肃兰州·九年级校考期中)实验室采用排水法收集氧气时，需将导气管伸入盛满水的集气瓶， 进行这个操作的条件是( ) ．加热固体药品前 B．与加热固体药品同时 ．开始有气泡放出时 D．气泡连续并均匀放出时 【答】D 【详解】、加热固体药品前将导管深入盛满水的集气瓶，会使装置内空气受热膨胀进入集气瓶，导致收集 氧气不纯，不符合题意； B、同，加热需要达到分解温度，才能产生氧气，也会使装置内空气受热膨胀进入集气瓶，导致收集氧气 不纯，B 不符合题意； 、开始产生的气泡是膨胀排除的空气，会使装置内空气受热膨胀进入集气瓶，导致收集氧气不纯，不符合 题意； D、当导管口气泡连续并均匀放出时，说明氧气被持续产生，可以收集，D 符合题意。 故选：D。 8．(2023 秋·湖南衡阳·九年级校联考期末)在进行实验室制取和收集 2 的过程中，有关做法不正确的是( ) ．选择装置①或②作为 2 的发生装置 B．选择装置③或④作为2 的收集装置 ．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下 【答】 【详解】、当用二氧化锰催化过氧化氢溶液制氧气时，选择装置①作为 2 的发生装置，当用高锰酸钾或氯 酸钾与二氧化锰的混合物加热制氧气时，选择装置②作为 2 的发生装置，做法正确，故不符合题意； B、2密度比空气稍大，且不易溶于水，选择装置③或④作为2 的收集装置，做法正确，故不符合题意； 、装置④有连续、均匀气泡冒出时，才可收集气体，做法错误，故符合题意； D、将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下，形成液封，防止产生气体从长颈漏斗逸出，做法正确， 故不符合题意。 故选：。 9．(2023·黑龙江鸡西·校考模拟预测)下图是验证氧气性质的有关实验。 (1)如图所示，用 (填仪器名称)夹取一小块木炭，在酒精灯上加热至红热，再 插入盛有氧气的集气瓶 中，为了使木炭和氧气充分反应。燃烧停止后的操作是 。 (2)木炭在氧气中燃烧的现象是 。 【答】(1)坩埚钳 将红热的木炭从瓶口向下缓慢的伸入集气瓶中 向集气瓶中倒入少量的澄清石灰水， 振荡 (2)黑色固体燃烧，发出白光，放热，生成一种使澄清石灰水变白色浑浊的气体。 【详解】(1)图中夹取木炭的仪器为坩埚钳，故如图所示，用坩埚钳夹取一小块木炭； 为了使木炭和氧气充分接触反应，将红热的木炭从瓶口向下缓慢的伸入集气瓶中； 燃烧停止后的操作是向集气瓶中倒入少量的澄清石灰水，振荡。 (2)木炭燃烧反应为碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，故木炭在 氧气中燃烧的现象是黑色固体燃烧，发出白光，放热，生成一种使澄清石灰水变白色浑浊的气体。 10．(2023 秋·九年级课时练习)下图是初中化学中常用的实验装置，请回答下列问题。 (1)写出装置中仪器①的名称 。 (2)若用高锰酸钾制取一瓶纯净的氧气，应选择的发生装置是 ，收集装置是 ；用制得的氧气做 铁丝燃烧的实验，集气瓶中要留少量水的原因是 。 【答】(1)试管 (2) D 防止高温生成物溅落，炸裂瓶底 【解析】(1) 由图可知，装置中仪器①的名称是试管，故填试管。 (2) 加热高锰酸钾制取氧气是加热固体生成气体的反应，应选择固体受热发生装置，即装置，故填； 氧气不溶于水，收集氧气可选择排水法，氧气的密度比空气大，收集氧气还可选择向上排空气法，收集纯 净的氧气应选择排水法，即装置D，故填D； 做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶中要留少量水的原因是防止高温生成物溅落，炸裂瓶底，故填防止 高温生成物溅落，炸裂瓶底。 11．(2023 秋·黑龙江大庆·九年级校考期中)化学兴趣小组对氧气的制取进行了如下探究。 (1)写出上图所示装置中标号仪器的名称： 。 (2)实验室中用装置制取氧气，发生反应的符号表达式为 ；试管口棉花的作用是 。 (3)收集一瓶较为干燥的氧气应选用的收集装置为 (填代号)，收集满氧气的集气瓶应 (填“正”或 “倒”)放在桌面上，检验氧气是否收集满的方法是 。若用排水法收集氧气时，当观察到气泡 时才开 始收集，否则收集的氧气不纯。 (4)在结束实验时应先 ，再 ，其目的是 。 【答】(1)酒精灯 (2) 防止固体粉末进入导管 (3) D 正 将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气 连续、均匀的冒出 (4) 撤离导管 熄灭酒精灯 防止水倒流引起试管炸裂 【详解】(1)装置中标号仪器的名称：酒精灯。 (2)实验室中用装置制取氧气，装置是加热固体制气体装置，且试管口有棉花，发生的反应是加热高猛酸钾 制氧气，发生反应的符号表达式为： ；试管口棉花的作用是：防止固体粉 末进入导管。 (3)氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集。收集一瓶较为干燥的氧气，应选 用向上排空气法，应选用的收集装置为D，收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上；氧气具有助燃性，检验 氧气是否收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气。若用排 水法收集氧气时，管中开始产生的气泡混有空气，当观察到气泡连续、均匀的冒出时才开始收集，否则收 集的氧气不纯。 (4)在结束实验时应先撤离导管，再熄灭酒精灯，其目的是防止水倒流引起试管炸裂。 12．(2023 秋·河南驻马店·九年级统考期中)化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。根 据下图装置图，回答有关问题： (1)写出装置图中标号仪器的名称： b 。 (2)若使用药品高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是 (填字母)，其反应的符号表达式 ；装置内放一 小团棉花的原因是 。 (3)用D 装置收集氧气的原因是 ；检验收集的气体为氧气的方法是 。 (4)某同学用D 装置收集的氧气不纯，你认为可能的原因是： (答出一种即可)。 【答】(1)试管 集气瓶 (2) KM4 K2M4+M2+2 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管 (3)氧气不易溶于水 将带火星的木条 伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气 (4)导管口一有气泡冒出，就开始收集或集气瓶中的水没有装满 等 【详解】(1)试管是常用的反应容器，集气瓶是收集气体的仪器，故答为：试管；集气瓶； (2)如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，加热高锰酸钾时， 试管口要放一团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管；故答为：；KM4 K2M4+M2+2；防止 加热时高锰酸钾粉末进入导管； (3)用D 装置收集氧气的原因是：氧气不易溶于水；检验收集的气体为氧气的方法是：将带火星的木条伸入 集气瓶中，木条复燃，证明是氧气；故答为：氧气不易溶于水；将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃， 证明是氧气； (4)某同学用D 装置收集的氧气不纯，可能的原因是：导管口一有气泡冒出，就开始收集、集气瓶中的水没 有装满等。 1．(2023·福建·统考中考真题)在“氧气的实验室制取与性质”实验中，下列装置或操作不正确的是( ) ．检查气密性 B．制备氧气 ．收集氧气 D．蜡烛燃烧 【答】 【详解】、检查装置的气密性先将导管放入水中然后用手握住试管外壁看导管口是否有气泡冒出，操作正 确； B、实验室用加热高锰酸钾制取氧气时，，在试管口加一团棉花，用酒精灯加热，试管口略向下倾斜，操 作正确； 、氧气密度大于空气，用排空气法收集氧气时，导管应插入到集气瓶底，操作错误； D、蜡烛能够在氧气中燃烧，操作正确。 故选：。 2．(2023·河南·统